Victrex, Daher, franchissent le cap des panneaux d'avion thermoplastiques de nouvelle génération

Crédit photo :Victrex

Il a été rapporté le 20 octobre que Victrex (Thornton Cleveleys, Royaume-Uni) a collaboré avec l'avionneur et équipementier français Daher (Wissous, France) pour produire un panneau structurel d'avion stratifié 176 plis, d'une épaisseur de 32 millimètres (1,26 pouces). La collaboration, notent les deux sociétés, résulte d'un besoin de production d'avions plus rapide. Améliorer les taux de production en utilisant des composants structurels composites tels que des panneaux et des supports, par exemple, pourrait être la solution.

À l'aide d'un composite thermoplastique à base de polyaryléthercétone (PAEK) VICTREX AE 250 et d'une technique de traitement de placement automatisé des fibres (AFP), suivi d'une consolidation au four et sous vide ou hors autoclave (OOA), le panneau thermoplastique résultant démontrerait qu'il est possible d'obtenir des stratifiés de qualité aérospatiale avec un traitement OOA dans des épaisseurs jusqu'alors impossibles à atteindre. Selon Victrex, cela peut offrir des avantages clés pour l'industrie aérospatiale mondiale dans les applications structurelles primaires.

Les dimensions du panneau sont de 120 x 60 centimètres (47 x 24 pouces) avec une épaisseur de 32 millimètres (1,3 pouces), ce qui le rend nettement plus épais que les panneaux plats traditionnels, tout en démontrant la capacité de rembourrage de plis et d'épaisseur variable avec une qualité acceptable pour évaluation et test. L'épaisseur exceptionnelle de la construction à 176 plis est rendue possible par la superposition AFP d'un ruban thermoplastique unidirectionnel (UD) de haute qualité qui ne nécessite qu'une consolidation, pas un durcissement à l'autoclave. Avec VICTREX AE 250 UDT, déclare Victrex, la consolidation à l'aide d'outils chauffants pourrait également réduire considérablement le temps de production.

« Le nouveau panneau composite répond aux normes de l'industrie aérospatiale en matière de porosité, de cristallinité, de consolidation et de matériaux de liaison des plis sont essentiels pour l'avenir de l'industrie aérospatiale. En plus de réduire le poids, la consommation de carburant et les coûts d'exploitation, ils permettent des cadences de production plus rapides et sont bien meilleurs pour l'environnement », déclare Dominique Bailly, vice-président Recherche et Développement de Daher. « Comme l'industrie aéronautique prévoit le besoin de plus de 40 000 nouveaux avions au cours des 20 prochaines années, la production doit simplement s'accélérer si ce niveau de demande doit être satisfait. »

Plus précisément, les spécifications techniques du panneau incluent peu ou pas de porosité, à moins de 1 % et la cristallinité est évaluée à 25-30 %. Selon Victrex, comme on peut s'y attendre d'une structure stratifiée à 176 plis, la liaison entre les couches composites est ciblée pour atteindre la résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS) nécessaire, délimitant clairement la très haute résistance mécanique du panneau, où les vides sont éliminés par le processus AFP et la haute qualité et l'intégrité mécanique sont maintenues.

De plus, VICTREX AE 250 UDT peut être traité à 280°C (536°F) suivi d'un cycle de four. Il a un point de fusion relativement bas à 305°C (517°F) au lieu des 345°C (653°F) du PEEK, un polymère haute performance bien connu de la famille PAEK. Il s'agit d'un avantage distinct dans le traitement thermoplastique automatisé, dit la société, qui accélère le processus de liaison et augmente l'efficacité globale de la production d'avions.

Les autres avantages convaincants des matériaux incluent une résistance spécifique et une rigidité spécifique jusqu'à 5 fois plus élevées, et une résistance à la fatigue jusqu'à 4 fois plus élevée que celles des métaux. La résistance à la corrosion, le traitement et l'isolation thermique sont également améliorés, tandis que la résistance aux chocs et aux produits chimiques ainsi que la tolérance aux dommages seront similaires à celles des métaux. De plus, contrairement aux solutions thermodurcissables, les composites PAEK sont entièrement recyclables, avec une tolérance aux dommages jusqu'à 10 fois supérieure, tout en offrant une résistance chimique, des performances de fatigue et des propriétés FST (flamme/fumée/toxicité) supérieures, tout en conservant la résistance et la rigidité des thermodurcissables. .

Les principales caractéristiques des composites VICTREX AE 250 incluent également des performances exceptionnelles à haute température et une stabilité thermique, une large gamme de résistance chimique aux fluides et gaz aérospatiaux et une excellente résistance à l'hydrolyse et à la corrosion.

"Ce que nous voyons ici, ce sont les propriétés de légèreté de notre ruban et le processus AFP rapide, développé par Coriolis Composites [Queven, France], offrant toutes les possibilités passionnantes de remplacement du métal par des composites thermoplastiques à une grande échelle dans la conception d'avions. En même temps Cela peut également contribuer à réduire les retards de production, qui affectent désormais la construction aéronautique en raison de calendriers d'assemblage interminables pouvant aller de sept, huit ou neuf ans », commente Tim Herr, directeur de l'aérospatiale chez Victrex. "Travailler sur ce projet pionnier a été productif et passionnant, et nous sommes convaincus qu'il contribuera à façonner, littéralement, l'aéronautique et l'industrie aéronautique du futur."